KR100823333B1 - 크레인 안전하강장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인 안전하강장치에 관한 것으로, 특히 크레인이 들어올린 하중물을 안전하게 내려놓을 수 있도록 크레인의 안전한 하강을 돕기 위하여 크레인이 상승운전 중인지 아니면 하강운전 중인지를 위상 검출방식을 통해 판단하여 하강운전일 때에는 변류기로부터의 전류치를 감쇠하여 안전한 하강을 유도하도록 하는 크레인 안전하강장에 관한 것이다.

본 발명은 하중물을 승하강시키는 크레인을 제어하는 크레인 안전하강장치에 있어서, 상기 안전하강장치는 모터의 일단자에 전기적으로 접속되어 변동되는 위상을 검출하여 승하강 여부를 검출하는 위상검출부와, 상기 위상검출부로부터 신호를 받아 크레인을 제어하는 제어부를 포함한다.

크레인, 안전하강, 모터

Description

크레인 안전하강장치{Device for making a Crane safely descend}

도 1은 종래의 크레인 안전하강장치에 관한 블럭도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 안전하강장치의 블럭도.

도 3은 도 2에 도시된 위상검출부의 블럭도.

도 4는 도 3에 도시된 위상검출부의 회로도.

도 5는 본 발명의 위상검출부의 검출 및 동기부에서 각 위치별 신호 파형 중 병합전 S상 신호 파형을 검출한 도면.

도 6은 본 발명의 위상검출부의 검출 및 동기부에서 각 위치별 신호 파형 중 병합전 T상 신호 파형을 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 위상검출부의 검출 및 동기부에서 검출된 도 5의 S상과 도 6의 T상을 동기하는 과정을 도시하는 도면.

도 8은 본 발명의 위상검출부의 지연복구부에서 동기신호를 지연복구하는 과정을 나타내는 도면.

본 발명은 크레인 안전하강장치에 관한 것으로, 특히 크레인이 들어올린 하 중물을 안전하게 내려놓을 수 있도록 크레인의 안전한 하강을 돕기 위하여 크레인이 상승운전 중인지 아니면 하강운전 중인지를 위상 검출방식을 통해 판단하여 하강운전일 때에는 변류기로부터의 전류치를 감쇠하여 안전한 하강을 유도하도록 하는 크레인 안전하강장에 관한 것이다.

출원인은 2004.10. 13. 실용신안등록 제365665호 "크레인 과부하 방지장치"를 이미 등록받고 기술평가유지결정까지 받은 바 있다. 위 선행기술에 개시된 바와 같이, 크레인은 하중물을 이동시키는 장비로서 하중물이 크레인에게 허용된 하중치를 초과할 경우에 크레인이 해당 하중물을 들어올리면 크레인의 붕괘 등과 같은 안전사고가 발생할 수 있으므로, 위 선행기술에서는 크레인에 과부하가 걸리는지 여부를 감시하고 동시에 과부하시 경보와 함께 모터의 구동을 정지시켜 크레인에 과부하가 걸리는 것을 방지하게 된다. 하지만, 이와 같은 크레인 과부하 방지장치는 크레인의 상승운동을 제어할 뿐 하강운동을 제어하지는 못하는 문제가 있다. 크레인 과부하방지장치는 크레인이 하중물을 들어올리면 해당 하중물의 무게에 대응되는 전류치가 검출되고 해당 검출치가 설정치 이상이면 과부하로 판단하는데, 이 처럼 방지장치에는 상승운전시 발생할 수 있는 과부하에 대한 설정치만을 설정할 뿐 하강운전에 대한 설정치를 설정하지 아니한다. 따라서, 크레인이 하중물을 상승시킨 뒤 하강시킬 때에도 상승시킬 때와 동일한 전류치가 검출되거나 어떤 경우에는 중력이나 충격 등에 의한 영향으로 상승운동시의 전류치보다 높은 전류치가 검출되기도 한다. 이와 같은 결과는 과부하방지장치로 하여금 검출된 전류치가 설정치 이상이므로 상승운전인지 하강운전인지를 구분하지 못하고 크레인에 과부하가 걸린 것으로 오판하여 결국 크레인의 하강운동을 정지시키게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 도 1에 도시된 바와 같은 크레인 안전하강 장치를 사용하였다. 도 1을 참조하며, 크레인 안전하강장치는 앞서 본 종래의 크레인 과부하방지 장치와 메모리(20), 표시부(22), 입력부(24), 수신부(35), 경보부(26), 전원부(34), 상승스위치(UP), 하강스위치(DW), 변류기(CT), 모터(M)에 있어서는 대동소이하다. 다만, 감지부(32)와 보조접촉기(33)를 가지는 점에 있어서 차이가 있다.

상기 보조접촉기(33)는 다운스위치(DW)에 각종 배선을 통해 전기적으로 접속되고 다운스위치가 온되어 3상 교류입력 R, S, T의 입력라인이 변경되면 모터(M) 다운스위치(DW)의 온상태와 동기되어 함께 온되고 상기 감지부(18)가 이를 감지하여 제어부(18)의 지령에 따라 안전하게 크레인이 하강하도록 한다.

하지만, 이와 같은 종래의 장치는 크레인에 별도의 보조접촉기를 설치해야 하고 보조접촉기 설치를 위하여 별도의 배선작업을 해야 하므로 설치작업이 복잡하고 작업시간이 많이 소모되는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 위상검출부를 두어 위상검출부가 모터(M)에 인가되는 전류의 위상을 검출하여 하강시에 나타나는 상을 검출하여 하강시에는 검출되는 전류치를 감쇠하여 제어부에 전달함으로서 안전하게 하강하게 하는 크레인 안전하강장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 별도의 보조접촉기나 별도의 배선작업을 하지 않고 도 안전하게 크레인을 하강시킬 수 있는 크레인 안전하강장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명은 하중물을 승하강시키는 크레인을 제어하는 크레인 안전하강장치에 있어서, 상기 안전하강장치는 모터의 일단자에 전기적으로 접속되어 변동되는 위상을 검출하여 승하강 여부를 검출하는 위상검출부와, 상기 위상검출부로부터 신호를 받아 크레인을 제어하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 위상검출부는 일단으로 부터 검출된 검출상과 타단으로부터 입력되는 기준상을 비교하여 동기화시켜 검출상에서 기준상과 겹치는 파형을 검출하는 검출 및 동기부와, 상기 검출 및 동기부로부터 출력된 신호를 일정시간동안 지속적으로 동기화시키는 지연복구부와, 상기 지연복구부로부터 출력된 신호의 전류치를 감쇠시키는 감쇠부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 검출 및 동기부는 기본상을 맥류로 변환하는 맥류변환부와, 상기 맥류변화부에 의해 맥류로 바뀐 기본상을 구형파로 변환하는 구형판변환부와, 모터의 단자로부터 검출된 검출상과 상기 구형파를 합하여 검출상과 구형판를 비교하여 검출상에서 기본상과 동기되는 신호만을 출력하는 동기부를 포함한다.

출원인은 첨부도면을 참조하여 앞서 본 실시예들을 상세하게 설명한다.

본 발명의 크레인 안전하강장치는, 업스위치(UP), 다운스위치(DW), 제어 부(18), 변류기(CT), 전원부(34), 모터(M), 메모리(20), 표시부(22), 입력부(24), 수신부(35)를 포함한다.

상기 모터(M)는 3상 입력단자 U,V,W를 가지고 해당 입력단자가 3상 교류입력 R,S,T에 각각 연결되어 있으며, 업스위치(UP)가 눌려지면 모터의 U,V,W단자에 도 5에 도시된 바와 같은 R,S,T상의 신호가 순차적으로 입력되어 정회전하게 되고, 다운스위치(DW)가 눌려지면 모터의 U,V,W 단자에 역으로 T,S,R상의 신호가 순차적으로 입력되어 역회전하게 한다. 모터가 정회전하게 되면, 크레인이 하중물을 들어올리게 되고, 역회전하게 되면, 크레인이 하중물을 내리게 된다.

그리고, 상기 메모리(20)는 장치의 운전에 필요한 각종 정보가 입력되어 있고, 상기 표시부(22)는 LED 등으로 구성되어 각종 정보를 표시하며, 입력부(24)는 사용자가 각종 정보를 입력할 수 있는 각종 버튼 등을 구비하고, 수신부(35)는 도시되지 않은 핸디로더로부터 각종 정보를 유무선으로 수신하며, 경보부(26)는 각종 긴급상황이나 과부하상태를 경보하는데, 이들 구성은 모두 출원인이 등록받은 등록실용신안 제365665호에 개시되어 있어서 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 하고, 이하에서는 본 발명의 특징적인 부분만을 집중적으로 설명하도록 한다.

상기 변류기(CT)는 모터(M)의 W단자에 전기적으로 접속되어 W단자로 유입되는 전기적신호의 전류치를 검출하여 위상검출부로 송신하므로, 업스위치(UP)가 눌려지면 T상을 그리고 다운스위치(DW)가 눌려지면 R상을 위상검출부(40)로 전달하게 된다. 물론, R,S,T상과 U,V,W단자의 전기적 연결 조합은 언제든지 변경가능하고, 이 경우 W단자 이외에 U단자에 변류기가 전기적으로 접속될 수도 있다. 본 발명에 서는 설명의 편의상 앞서 본 바와 같이 규정할 뿐이다.

상기 전원부(34)는 일측은 교류전원의 3상 중 R, T상에 연결되어 타측은 위상검출부에 연결되어 S상을 공급하는데, 그 상세한 구성은 앞서 설명한 선등록실용신안에 상세하게 개시되어 있어서 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 제어부(18)는 크레인을 전반적으로 제어하는 역할(선등록 실용신안에 개시된 기능) 뿐만 아니라 후술하게 될 위상검출부와 연동되어 크레인의 안전한 하강을 제어하는 역할을 수행한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 위상검출부(40)는 변류기(CT)에서 검출한 전류의 상(이하, 검출상이라 함)과 상기 전원부(34)로부터 입력된 상(이하, 기본상이라 함)을 비교하여 검출상에서 기본상과 동기가 일치하는 부분만을 검출해 내고 이를 지연복구하여 크레인의 하강여부를 판단하며, 크게는 검출 및 동기부(42)와 지연복구부(44)와 감쇠부(46)를 포함한다.

상기 검출 및 동기부(42)는 맥류변환부(421), 구형파변환부(423)와 동기부(425)를 포함한다.

도 4에 도시된 바에 의하면, 상기 맥류변환부(421)는 전원부(34)로부터 출력되는 S상을 기본상으로 수신하고 기본상 S상(s1 지점)은 다이오드(D1)의 검출작용에 의해 s2지점에서의 파형과 같은 맥류로 변환되어 그 아래의 다이오드(D2,D3)를 통해 흐르게 되며, 저항(R2)를 통해 일정 크기로 된 맥류를 발광다이오드(D4)에 공급한다.

상기 구형파변환부(423)는 발광다이오드(D4)가 동작하여 발광빛을 수광트랜 지스터(TR1)에 전달하면 맥류작용동안 수광트랜지스터(TR1)가 저항(R3,R4), 콘덴서(C1)로 S4지점에 구형파를 생성한다.

상기 동기부(425)는 모터의 U단자에 연결된 변류기(CT)로부터 R상(하강시), T상(상승시)을 전달받아 저항(R6,R7), 다이오드(D5,D6), 콘덴스(C3), 증폭기(AM)를 거쳐 펄스화시킨 S6지점에서의 검출상과, 상기 구형파변환부(423)의 출력신호인 구형파를 2개의 입력신호로 하는 엔드게이트(A1)에서 기본상인 구형파와 동기가 맞는 신호를 검출상에서 출력한다. 여기서, 저항(R6,R7), 다이오드(D5,D6), 콘덴스(C3)는 필요 이상의 큰 전압으로 부터 증폭기(AM)를 보호하게 된다. 제어부나 메모리에는, 기본상과 동기가 맞는 즉 겹쳐지는 부분 중 S상의 피크점에서 좌측에서 겹쳐지는 부분만에 대한 출력파형만을 생성하도록 규정해 두므로, 상기 업스위치(UP)가 눌려졌을 때는, 검출상은 T상이 되어, 상기 검출 및 동기부는 동기가 맞는 신호를 출력하지 못하게 되지만, 검출상이 R상인 경우에는, 도 7에 도시된 바와 같기 기본상인 S상 구형파와 동기가 맞는 부분 즉 겹쳐지는 부분이 검출되게 되어, S7지점에서는 겹쳐지는 부분에 대한 펄스신호가 주기적으로 발생하게 된다.

상기 지연복구부(44)는 상기 검출 및 동기부로부터 출력된 펄스신호로는 장치에 사용할 수 없어서 해당 펄스신호를 콘덴서(C2)에 충전하고 저항(R5)를 통해 방전하고 시정수(콘덴서(C2)×저항(R5))만큼 지연시켜 펄스신호의 간격을 보충하여 일정한 시간 동안 기본상 S상과 검출상인 R상을 지속적으로 동기화시킨 후 증폭기(A2)를 통해 증폭함으로서 도 8에 도시된 바와 같이 연속 펄스를 출력할 수 있도록 한다. 여기서, 지연복구부를 두는 것은, 간혈적인 펄스 신호만으로는 하강운전 인지 여부를 판단할 수 없기 때문에, 간헐적인 펄스신호를 연속펄스로 지연복구함으로, 하강운전상태를 확인하기 위함이다.

상기 감쇠부(46)는 상기 지연복구부(44)로부터 출력된 연속펄스를 저항(R10)을 통해 베이스신호로 트랜지스터(TR2)에 입력되면 변류기(CT)의 단자(CN1)에 연결된 저항(R12)을 통해 변류기에서 검출된 전류치(이하, '검출치'라 함)가 감쇠되어 트랜지스터(TR2)의 컬렉터에 입력되고 이미터로 방출되어 제어부(18)에 전달되므로, 상기 제어부(18)는 변류기(CT)의 출력단에서 검출된 실제 전류치보다 작은 수치의 전류치를 받아들이게 되고, 결국 과부하상태가 아닌 것으로 판단하여 크레인의 하강을 허용하게 되므로, 하강시 크레인이 멈추는 현상이 방지되는 것이다.

출원인은 이하에서 앞서 본 발명의 실시예의 작동관계를 살펴보도록 한다.

크레인이 하강하는 경우를 살펴보면, 전원부(34)에서 기본상인 S상이 맥류변환부(42)로 입력되면, 상기 맥류변환부(42)는 S상을 맥류로 변환시켜 구형파변환부(421)에 전달하며, 상기 구형파변환부(421)는 맥류를 구형파로 생성하여 앤드게이트(A1)에 입력신호로 전달한다. 한편, 다운스위치(DW)를 누르게 되면, 변류기(CT)에서는 R상이 검출되고, 상기 동기부(425)에서 R상을 검출하여 도 6의 S6지점에서와 같은 펄스신호로 생성하여 앤드게이트(A1)에 입력신호로 전달된다. 이어서, 상기 앤드게이트(A1)에서는 상기 펼스신호화된 R상중 상기 구형파와 동기가 맞는 부분만 도 7에 도시된 바와 같이 S7지점에서의 출력파형 즉 간혈적인 펄스신호의 형태로 출력한다.

이어서, S7지점에서의 출력파형은 상기 지연복구부(44)의 저항(R5)과 콘덴 서(C2)와 증폭기(A2) 통해 도 8에서와 같이 S8지점에서의 파형처럼 연속펄스로 지연복구되고, 지연복구된 연속펄스는 감쇠부(46)의 트랜지스터(TR2)의 베이스신호로 입력되어 변류기(CT)에서 검출된 전류치를 저항 R12를 통해 감쇠하여 이미터를 통해 제어부(18)에 전달하게 된다.

그러면, 상기 제어부(18)는 감쇠된 검출치가 과부하의 기준이 되는 설정치보다 낮으므로, 과부하가 아닌 것으로 판단하고 하강운전을 계속하게 된다.

출원인은 이상에서 본 발명의 일실시예만을 살펴보았지만, 본 발명의 기술적 사상의 범위에 속하는 다양한 변경예와 수정예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들면, 위 실시예는 3상을 기준으로 하고 있지만, 모터에 단상 입력 전원이 공급되는 경우에도 본 발명이 적용가능하다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은, 위상검출부를 두어 위상검출부가 모터(M)에 인가되는 전류의 위상을 검출하여 하강시에 나타나는 상을 검출하여 하강시에는 검출되는 전류치를 감쇠하여 제어부에 전달함으로서 안전하게 하강할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명은, 별도의 보조접촉기나 별도의 배선작업을 하지 않고도 안전하게 크레인을 하강시킬 수 있는 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 하중물을 승하강시키는 크레인을 제어하는 크레인 안전하강장치에 있어서, 상기 안전하강장치는 모터의 일단에 전기적으로 접속되어 변동되는 위상을 검출하는 위상검출부와, 상기 위상검출부로부터 신호를 받아 크레인을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 위상검출부는 상기 모터에서 검출된 전류치를 감쇠시켜 상기 제어부에 출력하는 감쇠부를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 안전하강장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 위상검출부는 일단으로 부터 검출된 검출상과 타단으로부터 입력되는 기준상을 비교하여 동기화시켜 검출상에서 기준상과 겹치는 파형을 검출하는 검출 및 동기부와, 상기 검출 및 동기부로부터 출력된 신호를 일정시간동안 지속적으로 동기화시켜 상기 감쇠부에 출력하는 지연복구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 안전하강장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 검출 및 동기부는 기본상을 맥류로 변환하는 맥류변환부와, 상기 맥류변화부에 의해 맥류로 바뀐 기본상을 구형파로 변환하는 구형판변환부와, 모터의 단자로부터 검출된 검출상과 상기 구형파를 합하여 검출상과 구형판를 비교하여 검출상에서 기본상과 동기되는 신호만을 출력하는 동기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 안전하강장치.

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